钻孔事故的处理共33页word资料Word文件下载.docx
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我们钻探工作者与孔内事故作斗争，应积极采取以“预防为主，处理为辅”的方针，把事故杜绝于发生之前。
实践证明，只要思想重视，严格遵守操作规程和采取有效的预防措施，就能把孔内事故发生率降至最低，甚至完全杜绝孔内事故。
二、孔内事故的分类
孔内事故可分人为的和自然的两类，实际上，绝大多数事故的发生都与人为因素有关，纯自然事故是比较少见的。
人为事故，指事故发生的主要原因是操作者没有严格按钻探操作规程作业，没有根据生产的具体情况采取相应的技术措施而造成的事故。
如：
钻具折断、烧钻、岩粉埋钻等事故，都属于人为的。
自然事故，主要指有地质条件等客观因素而造成的事故。
这种客观因素，或者是我们事先无法掌握，或者即使我们事先掌握了，采取的相应措施很难收效而难以避免事故。
严重孔壁坍塌引起的埋钻事故；
严重破碎地层引起的掉块挤夹事故等，都属于自然事故。
根据孔内事故发生的具体原因及现象，可分为如下几种类型。
1.埋钻事故；
2.烧钻事故；
3.挤夹、卡钻事故；
4.钻具折断、脱落和跑钻事故；
5.工具、物件落入事故；
6.套管事故。
三、处理孔内事故的基本原则
孔内事故发生在钻孔中，眼睛不能直接观察，手又不能直接接触，只能靠间接标志去判断事故的情况，靠专用工具去处理孔内事故。
如果判断准确，选用的方法合适，处理工具恰当，则很快即可排除而恢复正常生产。
否则，处理不当，可能出现双重事故，使事故进一步恶化。
因此，掌握好处理孔内事故的基本原则使十分重要的。
1.事故发生后，要弄清以下几个情况：
（1）事故部位要清事故发生后，要根据机上余尺或提出来的断头钻具，精确计算事故部位的孔深，确定打捞钻具的长度。
（2）事故头要清根据提出孔外的钻具和其它有关的标志，弄清事故头使钻具的哪一部分，口径多大，损坏变形的程度如何，必要时可以采用打印法查明，以确定处理方法和打捞工具。
（3）孔内情况要清弄清发生事故钻具的结构（规格、种类、数量），钻孔结构，孔内岩石性质，孔壁稳定程度，岩粉和钻粉多少，有无暗管和其它残留物，以及事故发生过程和起初的征兆（如冲洗液循环情况、钻具回转阻力，动力机声音变化、操作者的感觉等），这些都是判断事故情节和确定处理方法及步骤的重要依据。
2.处理事故前要慎重地做好以下两项工作
（1）弄清上述情况后，发动群众，发扬技术民主，开好事故分析会，认真分析研究事故发生情况、事故性质、事故原因，慎重制定事故的处理方法、步骤和安全措施。
（2）根据处理方法与步骤，慎重地选择和检查打捞工具。
3.处理事故中，要做到快、稳、准、勤
（1）处理事故的方案和方法确定以后，组织工作要迅速落实，处理事故作业的动作要快，操作要稳、准，不要忙乱和蛮干。
总之，要抓紧实践，及时排除，避免事故恶化。
（2）勤了解和分析事故的实际变化情况。
在实践中验证原来所制定的方案是否正确，根据事故情节的变化，适当修改处理方案。
（3）所用打捞工具和处理中的各种情况，应立即填入报表，并准确如实交接清楚。
4.事故排除后，应详细讨论造成事故的原因，总结经验，吸取教训，以防止类似事故再度发生。
第二节处理孔内事故的基本方法
孔内事故的具体处理方法，主要依附事故的具体情况来确定。
由于事故的性质、类型、情节、以及当时各方面的条件都是各不相同的，所以，采用的处理方法也不一样。
常用的基本方法和工具，归纳起来，可以分为以下几点：
（一）捞
用各种类型的丝锥和捞管器打捞孔内事故钻具。
用丝锥打捞，是借助自身硬度大的丝扣，对孔内钻具的断头重新套扣，并与其接合而打捞上来。
在一般情况下，用正丝钻杆和正丝锥打捞折断或脱落事故钻具。
在处理卡钻、夹钻、埋钻、烧钻等引起的折断和脱落时，如果事故钻具提升阻力很大，不易提拔时，应采用反丝钻杆和反丝丝锥捞取。
丝锥分公锥和母锥两种类型。
打捞钻杆及其接头时，根据不同情况可用公锥或母锥。
打捞套管、岩心管时只能用公锥。
常用的丝锥见图8-1、8-2。
此外，还有套管公锥，如图8-3所示，其规格如下：
Φ73/Φ65、Φ89/Φ65、Φ108/Φ65、Φ127/Φ65、Φ146/Φ65。
图8—1通天公锥
图8—2通天母锥
用丝锥进行打捞时，必须注意检查与事故钻具是否吻合；
本身有无伤裂缺陷；
连接用的钻杆和接头是否坚固，不合格者不能使用。
水压捞管器如图8-4所示，是由冲洗液的压力，推动活塞杆4向下，迫使装在其上的三块齿瓦6沿外壳3下部锥形体的滑槽5下行，并张紧在套管内壁上。
然后，上提与捞管器连接的钻杆，则椎体上行，使卡瓦可靠地卡死在套管内壁，将事故套管提捞上来。
如果提拔无效，则将钻杆下压，锥形体下行，齿瓦即可收缩，安全取出捞管器。
当岩心管脱落孔内，或是套管脱节，因岩心管或套管丝扣损坏，丝扣不能吃扣时，采用岩心管卡取器捞取更为适用。
其结构如图8-5所示。
卡取器可带卡料至卡取位置，卡取时开泵将卡料准确可靠的投放到预定位置。
打捞其它事故物件，如断脱在孔内的电缆、钢丝绳、工具等，则采用捞矛、抓筒、磁铁打捞器或其它专用打捞工具。
将在后面有关章节中叙述。
图8—3套管公锥
图8—4水压捞管器
1—活塞2—弹簧3—外壳
4—活塞杆5—滑槽6—齿瓦
图8—5岩心管卡取器结构图
1—特制异径接头2—钢球3—排水眼4—柱塞5—卡料
6—出料孔7—弹簧8—弹簧压盖
（二）提
用丝锥或其它打捞工具对上事故钻具后，一般用升降机提拉，即可将事故钻具提出孔外。
发生卡钻、埋钻、夹钻等事故时，都要先用升降机提拉。
如果事故较复杂，提拉阻力较大时，在设备负荷允许的情况下，可用双绳或三绳复式滑轮系统强力提拉。
用升降机提拉时，用力不要过猛，要逐渐积蓄力量，在提升设备的安全负荷允许范围内，进行有效的提拉，提拉事故钻具时，有时不仅要向上提拉，当提拉到一定高度后，还可靠钻具自重向下回送，这样反复串动，决不能死拉。
发生掉块或掉物件卡钻时，事故钻具往往有一定活动距离，即可用此法将事故钻具逐渐提出孔口。
（三）扫
事故钻具在孔内某孔段遇阻，超出这孔段就不能提升或下降，但钻具能够回转或上下活动。
遇此情况，可开车回转钻具，向上或向下扫，把挤夹物扫碎或挤入孔壁，使事故钻具能够顺利提升或下降。
（四）冲
用冲洗液冲洗事故钻具上部或周围的障碍物。
当发生埋钻和夹钻事故时，如用升降机起拔无效，可用增加冲洗液量进行强力冲孔的办法排除埋挤的障碍物。
一般不太严重的埋钻和夹钻事故，经强力冲洗后，再进行起拔，即可排除。
所以发生孔内事故后，不要停止冲洗液循环，已经中断循环的应当尽可能地恢复循环。
（五）打
用吊锤或震动器，冲击和震动卡钻事故钻具。
消除或减少事故钻具周围的挤压力，以使事故钻具松动或上下串动进而解卡。
此法一般用于浅孔或中深孔浅部的掉块或钢粒挤夹事故较为有效。
冲打钻具，有向上打或向下打两种。
当钻具在孔底被挤夹时，必须向上打；
钻具悬空挤夹时，应向下打。
向上打时，应将钻具用升降机吊紧，以增加冲击效果。
钻探常用的吊锥有100和50kgf两种。
（六）顶
用千斤顶起拔事故钻具。
千斤顶起拔的能力比升降机大得多。
适用于阻力较大的卡钻、挤夹钻和烧钻事故。
用千斤顶起拔时一种静力作用，顶时不要用力过猛，上顶速度不宜过快，以免事故钻具顶断而造成插钎，使事故复杂化。
因此，每顶起100~200mm，应停顿一下，缓慢地增加力量，使作用力充分传到孔底事故钻具上。
钻探常用的千斤顶有螺旋千斤顶和油压千斤顶两种。
螺旋千斤顶时利用丝杠旋转的力量强力起拔事故钻具，主要规格见表8-1。
油压千斤顶是运用油泵、油缸，利用油压起拔。
油压千斤顶具有劳动强度低，操作安全可靠，起拔力大等特点。
油压千斤顶又分为手动和机动两种，其规格见表8-2。
表8-1螺旋千斤顶主要规格
最大起重量
tf
20和40
顶起高度
起拔钻杆规格
起拔套管规格
mm
丝杆长度：
512~525
φ42、φ43、φ50、φ60
φ44、φ54、φ64、φ74、φ89、φ108、φ127、φ146
表8-2油压千斤顶主要规格
75
337
φ33.5、φ42、φ43、φ50、φ60
以上处理事故的方法，都是力图将事故钻具完整地由孔内提出，但在某些情况下，往往很难做到一次将事故钻具完全提出钻孔，常常需要分段处理。
此时可用下述几种方法排除。
（七）反
通过粗径钻具上部的反事故接头或采用反丝钻杆和反丝丝锥，将事故钻具分若干段分次从孔内反取上来。
反取了全部钻杆，就给进一步处理下部粗径钻具创造了有利条件。
如果粗径钻具上面埋挤的障碍物较多，还需用特质的导向钻具进行“冲”、“扫”，减轻对事故钻具的挤夹；
尤其是反取带有取粉管和短钻杆的粗径钻具，往往阻力较大，应采取措施减少阻力。
反取孔内事故钻具，体力劳动强度大，且易发生钳把伤人。
为了避免钳把反转伤人，宜采用棘轮式反管器或钢丝绳反管法，以确保工作安全。
1.棘轮式反管器反管其结构如图8-6所示。
其工作情况如图8-7所示。
反管时，两把反管器同时使用。
首先将方钻杆3连接在孔口的钻杆7上，然后分别将下反管器5和上反管器2套在方钻杆上，万恶ile便于操作，上、下反管器间放置垫管4，操作时扳动上反管器把手，便由反钻杆带动钻杆反转。
松开上反管器时，由于下反管器的棘轮卡及把手靠在机架上，起到了制动作用，使事故钻具只能随同方钻杆左旋而不能右旋。
这样连续扳动上反管器把手，当反转力达到一定程度时，述古钻杆便从某一处卸开。
图8—6刺轮反管器结构示意图
1—把手2—支撑3—销轴4—刺轮卡
5—刺轮6—方钻杆7—耳环8—弹簧
图8—7刺轮反管器工作示意图
1—机上钻杆2—上反管器3—方钻杆4—垫管
5—下反管器6—孔口管7—事故钻具
2.钢丝绳反管法安装及使用方法如图8-8所示。
将镶有卡瓦8的夹板7卡紧在约距孔口台100mm的被反钻杆2上。
把卷筒5套在钻杆外面并座在夹板上，于四角铁塔的前左后右（或前右后左）两塔腿下部各安装一个导向滑轮6，使其与卷筒水平。
把反管钢丝绳（直径16mm，长30mm左右）折成双股，U形折头挂在夹板凹槽中，然后根据反管需要的方向把双钢丝绳在卷筒由上而下的缠绕，最后把两个绳头分别穿过两个导向滑轮，并用绳卡连接。
用U形环挂起牵引钢丝绳，用提引器吊住钻杆，开动升降机提拉。
图8—8钢丝绳反管法示意图
1—升降机钢丝绳2—被反钻杆3—牵引钢丝绳4—塔腿
5—卷筒6—导向滑轮7—套管夹板8—卡瓦
此时，升降机的提拉力量，通过天车、游动滑轮和V形挂环提动提引钢丝绳，然后通过两个导向滑轮传到卷筒和夹板，再通过卡瓦传到钻杆。
由这些绳具组成的反管系统，只要升降机一开动，卷筒上的两条钢丝绳即成力偶一样，反向受力，被卡的钻具即被反开。
利用此法的优点是，升降机的功能比人力大很多，事故钻具一般都可以权益反开，而且操作安全。
另外，在反管的同时，由于钻具上头被游动滑轮挂住而拉紧，可以起到中和点反管的作用，每次反出的根数也较多。
为了尽可能一次将事故钻杆全部反回，可采用下列两项措施。
（1）尽量把中和点控制在粗径上端所谓中和点，就是指钻杆柱在钻进和提升时即不受啦，又不受压的部位。
例如减压钻进时，钻杆上部手拉；
下部处于加压状态受压，而受拉力与受压力的分界点，就时中和点。
处理事故时，钻杆柱被向上提拉，而孔内阻力可视为把钻杆往下拉，而上拉与下拉的分界点，也是中和点。
因为中和点即不受拉又不受压，所以丝扣易于反脱。
因此，除钢丝绳反管法外，用其它方法反管时，都有可能把中和点控制在粗径与钻杆连接部分，这样就可能一次将事故钻杆全部反出。
在缺乏反丝钻杆的情况下，采用正丝钻杆反正丝事故钻具，利用中和点反取就更为便利。
如何找中和点，主要看卡紧事故钻具拉力多大才合适。
而拉力大小可由钻杆的拉长来推断。
根据实践经验，每100米Φ50mm钻杆拉长3~3.5cm时的拉力比较恰当，基本上能够反回粗径以上的全部钻杆。
（2）利用易反接头（反事故接头、安全接头）在粗径钻具与钻杆之间加一易反接头，如图8-9所示。
由于易反接头的扣型大（1英寸2扣），容易拧卸，在孔内发生事故拉不动时，可以在大扣部份反回，将全部钻杆提出孔外。
易反接头分上下两个部份，中间用方扣连接，全部用优质碳素钢（45~60号）制成。
图8—9丝扣式易反接头
（八）炸
用炸药炸断事故钻杆或震松事故套管，然后提出钻孔。
采用此法，比用反管法处理的效率高得多，既减少反丝钻杆的运输，节省大量钢材，又减轻钻探人员繁重的体力劳动，同时还比较安全。
钻杆内爆破的方法，是利用胶质炸药（硝化甘油炸药）和电雷管，装在一个外径小于锁接头的长筒内，用胶质导线从钻杆内部下入需炸位置，在地面连接电源起爆，将钻杆炸断并提出。
炸药包外径应根据钻杆锁接头内径和钻杆内加厚部份的内径赖决定。
通常Φ50mm钻杆采用的药包直径最小为17mm，最大为25mm。
地表试验与孔内实炸时的炸药用量如表8-3，药包外径17~25mm，长度为200~250mm，爆炸成功率占95%以上。
药包组装情况如图8-10所示。
表8-3
需炸物
炸药种类
地表试验用药量（gf）
孔内爆炸用药量（gf）
结果
名称
规格（mm）
钻杆
锁接头
公矢锥
φ50
硝化甘油炸药
100
50
150
可炸断任何一点
炸断
起爆电雷管为8号（防水）激发电雷管，每个药包中装1~2个。
为了防止炸药和雷管受潮，药包应当密封。
常用的封闭物为皮带蜡和松香。
导线为细尼龙电缆或防水胶线，要求其绝缘性良好，抗拉力强。
电源用12~22V。
交流或直流电均可。
导线与雷管接头出必须用胶布裹实，以防侵水短路。
在炸药上部装以10~15mm厚的绝缘物（细干土）隔热，以防受热发生意外。
把药包垂直插入冷水或粘土中，再将熔化冷却可流动的封闭物分次少量注入筒内，待注满尚未凝固之前，旋紧丝堵即可。
为使药包顺利到达需炸位置，下端悬挂与药包直径相同的重锤。
图8—10药包组装示意图
1—导线2—丝堵3—封闭物（皮带腊）4—绝缘物（细干土）5—接头（有胶布裹实）6—雷管7—药包外壳（有圆钢车制）8—炸药9—加重物（重锤）孔
操作时应首先选定需炸位置，一般最好悬在锁接头连接钻杆之处，计算并量好导线，连接重锤。
先从钻杆内试探，确定事故钻具，锁接头最小内径，以便选用相应的药包直径。
然后，检查通电孔内需炸位置。
将孔内钻杆挂上提引器，用升降器吊紧，以免钻杆炸断后斜插。
最后，接通电源起爆，起爆后，切断电源，提出导线，拉上事故钻杆。
如果炸断后断头不规矩，则应用专用工具下入孔内，进行收拢断头工作，再作下步处理。
如用炸的方法，处理孔内套管卡夹事故，应将炸药包置于套管斜下部。
起爆后，使套管下部松动，以便提出孔外。
一般炸药量为0.5~1.0kgf。
可用硝铵炸药，但药包需密封防水。
（九）透
孔内的事故钻具经爆炸或反取处理后，只剩下粗径钻具，且周围挤夹力较大时，可用小一级或小二级的钻头从粗径钻具内往下透孔，透过钻头1~2m为止，如图8-11所示。
由于钻具的震动，可减轻或消除事故钻具侧旁的挤夹力，然后再用丝锥捞取。
此法亦叫掏心钻进，在钻头或岩心管挤夹部位不高或挤夹不严重的情况下使用。
如经过小径透过的岩心管丝锥捞取无效，则可考虑用分段切割或消灭的办法处理。
条件许可时亦可换小一级口径继续钻进。
图8—11透过事故钻具
1—事故岩心管2—透孔钻具
（十）扩
孔内事故钻进经爆破或反取处理以后，只剩下短钻杆和粗径钻具，且周围挤夹力较大时，可用大一级岩心管连接只有外刃和底刃的薄壁硬质合金钻头进行扩孔套取，如图8-12所示。
一般情况下，扩孔到底后，事故钻具可随扩孔岩心管一起被带上来。
如带不上来可用丝锥捞取。
图8—12扩孔套取事故钻具
1—扩孔钻具2—事故钻具
（十一）割
当事故岩心管以上的异径接头已被反回，剩下的岩心管和钻头阻力较大时，可用割管器分段割断，再用公锥捞取。
常用的割管器有水压割管器、离心割管器和简易割管器。
水压割管器结构如图8-13所示。
其工作原理是通过水泵冲洗液的压力，推动割刀壳体3内的活塞5向下移动，于是弹簧7被压缩，连接在活塞下端的锥形推杆6把可到8推出，在钻具回转下切割事故岩心管或套管。
不断回转切割器，割刀在泵压作用下不断伸出，一旦管子被割断，出水孔全部露出，泵压明显下降，此时割断全部伸出。
管子被割断后，关泵，则活塞被弹簧反伸张力推到原来位置而隔离割刀，割刀即被弹簧片拉回。
图8—13水压割管器
钻杆2—异径接头3—割刀壳体4—出水孔
5—活塞6—推杆7—弹簧8—割刀9—弹簧片
离心割管器如图8-14所示。
切割不同规格套管时，按表8-4配用不同规格的割管器。
这种割管器用岩心管接头或钻杆接箍制成。
中间凸鼓处宽为10mm，高8mm，在圆鼓周围并列镶焊上K531型硬质合金片，每组硬质合金间隔一般为7mm左右。
使用时，将离心割管器连接于钻杆下部，下到需要切割位置，对上立轴，然后开慢车切割。
切割时不要提动立轴（不论哪种方法切割均需如此），保持切割位置不变，当孔内平稳正常后，改用中速切割。
当孔内发出“沙沙”响声，发现钻具跳动或转动不灵活，说明管子已被割断。
在停车提动钻具时，有挂孔壁阻碍感觉，即可提钻。
若试提无上述现象，应再开车切割。
一般每次1.5~2小时即可割断。
简易割断器如图8-15所示。
由镶有硬质合金刀片的弯钩和导向管组成。
其规格见表8-5.操作情况基本与离心割管器相同。
8—14离心割管器
图8—15简易割管器
（1）割管器构造
（2）割管器工作情况
1—钻杆2—导向管3—害刀4—套管
表8-4离心割管器规格表（单位：
mm）
被切割管套规格
切割最大直径
D
D1
备注
φ146
φ127
φ108
φ89
131
112
93
74
127
108
89
73
111
92
57
用φ127岩心管接头加工
用φ108岩心管接头加工
用φ89岩心管接头加工
用φ65岩心管接头加工
表8-5简易割管器规格表（单位：
导正管直径
弯钩长度
1500
1600
1400
105
90
1200
60
离心割管器和简易割管器都具有构造简单，加工容易，操作方便，使用效果良好等优点。
（十二）劈
用环状切铁钻头劈开事故岩心管和钻头，如图8-16所示。
然后用岩心管套取或用抓筒取残片。
劈比磨处理得快，但劈时要特别注意，每次要按原劈口延续下去，此法副作用大，应当慎用。
图8—16劈割事故钻具
1—劈割钻具2—事故钻具
（十三）磨
用特质的切铁钻头，将事故钻具从上到下象车刀切削工件一样全部磨完。
磨钻杆接头或钻杆时，通常采用平面切铁钻头。
这种钻头的结构和工作情况如图8-17所示。
磨岩心管或套管时，则用环状切铁钻头。
为了平稳地进行磨削，环状切铁钻头一般都带有导向器。
图8-18表示两种环状切铁钻头。
其工作情况如图8-19所示。
图8—17平面切铁钻头结构和工作情况
1—岩心管2—平面切铁钻头3—钻杆接头4—带导向的切铁钻头
5—导向管6—钻杆7—取粉管8—异径接头
图8—18环刀切铁钻头
a1—硬合金切削具2—钻头体3—导向管
b1—导向管2—切削具3—钻头体4—铆钉
图8—19环状切铁钻头工作情况示意图
（a）1—岩心管2—环状切铁钻头3—导向杆4—被磨灭的岩心管
（b）1—岩心管2—环状切铁钻头导向框3—事故钻杆4—事故取粉管
第三节埋钻事故的预防与处理
钻具在孔内被岩粉、钻粉沉埋或被孔壁坍塌物、流砂等埋住，不能转动，不能提升，也不能通水时，叫埋钻事故。
埋钻事故往往发生在孔底，陷埋物不仅填盖在钻具上部，而且填满在钻具周围，如图8-20所示。
单纯的埋钻事故较少，多因其它钻具事故，处理时间较长而引起埋钻事故，其中钻粉事故的情节较为严重。
图8—20埋钻示意图
1—填埋物2—事故钻具
一、埋钻事故的原因
1.孔壁垮塌引起孔壁垮塌的因素是：
（1）岩层本身松散破碎、胶结薄弱，例如严重的风化层、松软的煤层、流砂层等。
钻孔穿过这些岩层时又未采取有效的护壁措施。
（2）泥浆质量不符合要求，如失水量大，含砂量高，泥皮厚而疏松，未起到保护孔壁的作用。
（3）钻具受压过重，成弯曲状态，转动厚发生剧烈振动。
碰击孔壁。
（4）在松散岩层中冲洗液流速过高，将孔壁冲毁后，钻孔超径，上升的冲洗液在此形成涡流，
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